Ce que vous avez toujours voulu savoir sur la pof, sans jamais oser le demander.
Par Evelyne Lajoie, MSc PT
La magnésie aurait été amenée du monde de la gymnastique vers l'escalade par John Gill au milieu des années cinquante (1). Maintenant, on dénombre plus d'une trentaine de compagnies locales ou internationales qui vendent sous sa forme solide ou liquide du carbonate de magnésium destiné à l'escalade, (2). La pof, la magnésie, la craie, la "chalk" fait partie de l'attirail du grimpeur et de l'environnement des gyms intérieurs. Par une soirée bondée ou lors d'une compétition, le nuage blanc est bien visible et les grimpeurs en respirent probablement des quantités non-négligeables. Les employés des centres d'escalade sont eux aussi inévitablement exposés à ces poussières. En lien avec une exposition à des concentrations importantes de magnésie certains chercheurs ont rapportés des symptômes tels les maux de tête, de la toux, de l'irritation des voies respiratoires et occulaire (3). Malgré cela, il n'y a pas d'étude quantitative sur le sujet.
La Clinique des grimpeurs a cherché à répondre à une question très peu abordée, voire même taboue: la magnésie pose-t'elle un risque pour la santé? Les informations pertinentes à cette problématique ont été résumées ici.
Commençons par regarder la substance elle-même, le carbonate de magnésium (MgCO3). La plupart du temps, lorsque le taux d'humidité atteint 40-50%, on le retrouve dans l'air sous la forme suivante: l'hydroxide de carbonate de magnésium hydraté. C'est une molécule semblable, mais entourée d'un mince film d'eau
(3). La magnésie reste sous sa forme cristalline dans l'air et ne se dissout pas, même à des taux d'humidité avoisinant 100%. Seule l'épaisseur du film d'eau autour de la molécule augmente. Ce sont donc des particules solides en suspension dans l'air que nous respirons. Est-ce nocif? Voyons s'il y a une toxicité relié au carbonate de magnésium.
Chaque produit chimique utilisé en industrie ou en recherche possède une fiche technique et une notice de sécurité. Des codes d'étiquetage tels le HMIS (Hazardous Materials Identification System), le NFPA (National Fire Protection Association) ou le SAF-T-DATA utilisent une échelle de 0 à 4 pour coder les risques pour la santé, l'inflammabilité, la réactivité, les risques au contact ou le type d'équipement de protection nécessaire. Le chiffre 0 correspond au risque le plus faible et le chiffre 4 est associé au risque le plus grand ou même à un danger létal. (4)
Le carbonate de magnésium ou sa forme hydratée ont une cote de 0 ou 1 pour les risques reliés à la santé et de 0 dans les autres sphères avec le HMIS et le NFPA. Avec le SAF-T-DATA, le carbonate de magnésium a une cote de 1 partout. Le port recommandé d'équipement de sécurité varie selon les sources d'information. (5)(6)(7) Voici ce que cela représente:
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Carbonate de Magnesium, Material Safety Data Sheet Fisher Sci 2014. |
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Hydroxide de carbonate de magnesium hydraté, Material Safety Data Sheet, Spectrum Chemicals 2012 |
Risque pour la santé: 1 léger (peut causer une irritation des voies respiratoires)
Indice d'inflammabilité: 1 léger (le produit a besoin d'une source significative de chaleur pour brûler)
Indice de réactivité:1 (0 est une substance totalement inerte)
Risque au contact: 1 léger (peut causer une irritation et une rougeur au contact des muqueuses des yeux ou de la peau)
Équipement de protection: gants, lunettes de sécurité, sarrau, (masque respiratoire).
Même si le carbonate de magésium n'a pas une grande toxicité, toutes les notices de sécurité mettent en garde contre son inhalation: cela peut causer une irritation des voies respiratoires et des symptômes tels que la toux ou une difficulté à respirer. On conseille de déplacer la personne exposée vers une pièce bien ventilée. Également, on rapporte qu'un contact direct avec la peau ou les yeux peut causer de l'irritation, des rougeurs ou de la douleur. L'équipement de protection standard énuméré ci-haut est recommandé et s'il y a contact avec la peau on suggère de rincer à l'eau pendant 15-20 minutes! À prendre avec un grain de sel dans le contexte de l'escalade...
Ce sont évidemment les risques pour les voies respiratoires qui méritent d'être approfondis ici.
Si la magnésie n'a probablement pas une grande toxicité, les effets pour la santé proviendraient de l'irritation mécanique des muqueuses par déposition des particules solides. (29)
Maintenant, pour comprendre de quelle façon les poussières que nous respirons nous affectent, regardons leur diamètre. On mesure la taille des particules de poussière en micromètres ou microns (unité μm). Un cheveu humain fait en moyenne 50 microns de diamètre, tandis que les poussières ultra-fines mesurent moins de 1 micron. (8)(9)
Dans les voies respiratoires, la profondeur atteinte par la poussière qu'on respire varie en fonction de la taille des particules. Regardez le schéma anatomique ci-dessous si vous n'êtes pas familiers avec le nom des parties du système respiratoire. (10)
On distingue plusieurs fractions de la poussière totale, classées selon la taille des particules en suspension dans l'air:
La fraction des particules inhalables: représente toutes les particules, incluant les plus grosses, qui peuvent être respirées par la bouche et le nez. La majorité des particules de 10 à 30 microns sont interceptées et filtrées par le nez, les poils des narines et le mucus de la fosse nasale. Le problème est qu'en situation d'exercice physique, nous respirons beaucoup plus par la bouche. Lorsque la fréquence et les volumes d'air sont plus importants, la résistance de la fosse nasale nuit au débit d'air. Les particules se déposent alors dans la zone de la trachée et des bronches, par impact avec les conduits respiratoires. (8)(10)
La fraction des particules thoracique: représente les particules de moins de 10 microns pouvant pénétrer dans les voies respiratoires, jusque dans les poumons. Les particules se déposent par sédimentation dans l'arbre bronchique. Le péristaltisme des bronchioles et le mouvement des cils respiratoires permettent d'amener le mucus vers le larynx. Le fait d'éternuer et de tousser permet ensuite d'évacuer les particules vers la sortie. (8)(10)
La fraction des particules respirables: représente les particules qui peuvent aller au delà des bronchioles et atteindre les alvéoles. Elles ont généralement un diamètre de moins de 10 microns, mais la majorité des particules qui peuvent atteindre la zone d'échange gazeux mesurent moins de 2,5 microns. Les particules insolubles sont phagocytées par les macrophages, les plus petites peuvent entrer dans la circulation sanguine. Toute particule fine peut présenter un risque cardio-respiratoire pour la santé, spécialement pour les enfants et chez les personnes sensibles ayant déjà une maladie respiratoire. (8)(10)
Bien qu'il n'y ait pas de frontière claire, les agences internationales ont établi à 10 microns la limite supérieure des particules respirables, donc incluant celles pouvant atteindre les poumons et présenter un risque pour la santé. On mesure leur concentration à l'aide du PMC (Particulate Matter Concentration). Les concentrations sont généralement exprimées en milligrammes par mètre cube (mg par m³) ou microgramme par mètre cube (µg par m³). (11)(12)
PM10: concentration des particules de moins de 10 microns qui peuvent pénétrer jusqu'à la zone de la trachée et des bronches
PM2.5 : concentration des particules fines de moins de 2.5 microns qui peuvent atteindre la zone des alvéoles
PM 1: concentration des particules ultrafines de moins de 1 microns qui peuvent atteindre la circulation sanguine
Que savons-nous sur la poussière dans les gyms d'escalade?
Deux études ont mesuré la taille des particules en suspension dans l'air. Celles ci varient entre 0,7 à 4 microns pour l'étude de Weinbruch et al. (2008) (3) et entre 2.5 à 10 microns pour l'étude de Moshammer et al (2016) (29).
D'autres études se penchant sur les disciplines de la gymnastique utilisant de la magnésie concluent que plus de 90% du volume de poussières était des particules plus grandes que 1 micron. Le diamètre moyen des particules était 2,6 µm tel que mesuré par Castro, A. et al. (2015). (30) Selon Alves C. et al (2014) l'utilisation de la magnésie dans un gymnase causerait une augmentation de la concentration des particules comprises entre 0,4 à 10µm, comparé à des conditions où elle n'était pas utilisée. (31)
Nous savons maintenant que la taille des particules de carbonate de magnésium peut être assez petite pour atteindre les zones de la trachée, des bronches, des bronchioles et les alvéoles. Lors d'activités utilisant de la magnésie en gymnastique, deux études ont évalué que la fraction inhalable de la poussière représentait 80% de la masse totale de celle-ci, la fraction thoracique équivalait à 54% de la poussière totale et la fraction respirable 10 à 14 %. (30)(31). Comme la grande majorité de la poussière de magnésie est interceptée avant la zone d'échange gazeux, on peut s'attendre à une augmentation de la production de mucus et de la toux. Pour les individus souffrant d'asthme ou ayant déjà une sensibilité au niveau du système respiratoire, une réaction asthmatique pourrait être déclenchée pendant ou après l'exposition aux poussières de magnésie. (31)
Néanmoins, y-a-t'il des concentrations sécuritaires aux poussières respirables ou inhalables?
Nous pouvons nous référer à la valeur d'exposition admissible (Permissible exposure limit) c'est à dire au seuil "acceptable" d'exposition aux particules de carbonate de magnésium. Celui-ci peut aussi être exprimé en tant que valeur limite d'exposition pondérée dans le temps (Treshold limit value ou TLV) qui représente le niveau auquel un travailleur peut être exposé durant sa vie professionnelle sans effets néfaste sur la santé. (18)
Aux États-Unis, l'OSHA (Occupational Safety and Health Administration), l'ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists), le NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health) ont établi des normes d'exposition aux poussières. Le CCHST (Centre canadien d'hygiène et de sécurité au travail) et la CNESST (Commission des normes de l'équité de la santé et de la sécurité au travail) se basent sur les recommandations américaines pour leurs règlements respectifs. (5)(13)(14)(15)(16)(17)(19)
Nous avons résumé ces chiffres dans le tableau suivant:
Nous tenons à préciser que ces valeurs sont définies pour les milieux de travail industriels. Qu'en est-il de l'air intérieur dans les milieux de travail sans matière dangereuse comme les écoles ou les gymnases? Selon nos recherches préliminaires, la CNESST et le CCHST n'ont pas établi de normes à cet effet. Plus encore, les valeurs limites en contexte industriel ne conviendraient pas à une application pour l'air intérieur, comme les bureaux, les écoles et les centres sportifs(20).
Les seules autres normes qui existent concernent la qualité de l'air ambiant ou extérieur. Plusieurs agences ont établi des standards pour les particules inhalables et respirables. Selon l'OMS, les lignes directrices relatives à la qualité de l’air pour les particules peuvent également être appliquées à l’environnement intérieur des bâtiments, par exemple si des poêles à combustion sont utilisés(21).
L'Organisation mondiale pour la santé (OMS), l'EPA (Environmental Protection Agency, un organisme américain), le CCME (Conseil canadien des ministres de l'environnement) et le MDDELCC (Ministère du developpement durable, de l’environnement et de la lutte contre les changements climatiques) ont développé des standards pour la qualité de l'air ambiant. (21)(22)(23)(24)(25)
Le tableau suivant résume les normes de chacun des organismes précédents. (26) À noter que les concentrations sont désormais en µg: 1000 µg équivalent à 1 mg.
Ensuite, regardons les résultats des études ayant mesuré les concentration de poussières dans les gyms d'escalade. Seulement 4 articles scientifiques se sont penchés sur la question. (3)(27)(28)(29)
Nous n'avons pas inclu les études ayant déterminé la concentration de la magnésie pour les disciplines de la gymnastique.
Les lecteurs qui sont intéressés par les détails de ces études peuvent les lire ici. En comparant les 3 tableaux précédents, nous pouvons conclure que même si les concentrations de poussières restent en deçà des normes occupationnelles, elles dépassent les seuils pour l'air ambiant à la fois pour les PM10 et les PM2,5. Il est également pertinent de mentionner que la quantité de poussière dans l'air est directement proportionnelle au nombre de grimpeurs. Y a-t'il des effets néfastes sur nos poumons lors de soirées bondées ou de compétitions?
Selon Moshammer et al. (2016) l'effet sur les voies respiratoires serait plutôt déterminé par l'exposition maximale ("peak exposure") plutôt que les conditions cumulatives ("cumulative burden"). Une concentration plus élevée de poussières engendre des réflexes de protection générant une contraction des muscles lisses autour des bronchioles. Pour relâcher ces muscles, le corps sécrète de l'oxyde nitrique. Suite à ce stress chimique, une inflammation de l'épithélium muqueux est déclenchée par le système immunitaire et peut durer jusqu'à 24 heures après l'exposition.
Bien que non significatives statistiquement, les données mesurées par l'auteur dans deux projets pilotes expriment ces phénomènes. Une baisse de la fonction pulmonaire a été notée directement après une exposition lors d'une séance d'escalade. Cet effet est plus important chez les gens ayant déjà une susceptibilité pulmonaire. Plus l'exposition est grande (soit dans la durée de la séance ou au niveau de la concentration) plus la capacité expiratoire diminue, car la résistance des voies respiratoires les plus larges est augmentée par la réaction de protection mentionnée ci-haut.
Également, après 3h de compétition, une diminution plus importante de la fonction pulmonaire expiratoire a été observée pour les compétiteurs ayant commencé plus tôt ou chez les plus jeunes. Il y a eu, chez les gens présentant déjà une hyperactivité du système pulmonaire, une diminution de la fonction expiratoire pulmonaire après 24h. Ce deuxième effet affecte les voies respiratoires de plus petit diamètre. (31) Une étude de plus grande envergure corroborant ces données se fait toujours attendre.
En conclusion, nous avons regardé la toxicité de la magnésie, la taille des particules émise par l'utilisation de la craie et la concentration dans l'air au niveau des gyms d'escalade.
Ce qu'il faut retenir:
-la substance même du carbonate de magnésium a une très faible toxicité
-l'utilisation de magnésie produit des particules de diamètre supérieurs à 1 µm principalement et jusqu'à 10 µm. Ce n'est pas une source importante de particules ultrafines.
-les particules en suspension de magnésie ont des diamètres suffisamment petits pour aller se déposer dans les voies respiratoires, jusqu'à la zone d'échange gazeux.
-même si les concentrations de poussières restent en deçà des normes occupationnelles, elles dépassent toujours les seuils pour l'air ambiant à la fois pour les PM10 et les PM2,5.
-la majorité des particules semblent être interceptée par la zone trachéo-bronchiale et correspondent aux fractions inhalables et thoraciques de la poussière. Une fraction de cette poussière est cependant respirable, ce qui pose le plus de risque pour la santé respiratoire.
-la poussière de magnésie semble affecter la capacité expiratoire de manière plus importante chez les gens ayant déjà une susceptibilité pulmonaire. Les asthmatiques et personnes ayant des conditions respiratoires devraient suivre les recommandations de leur médecin traitant si une crise se déclenchait suite à une exposition à la poussière de magnésie.
-nous ne savons toujours pas quel est l'effet à long terme d'une exposition à la poussière de magnésie, car seul l'effet aigu a été mesuré.
-selon Santé Canada, les concentrations de PM2,5 devraient être maintenues au minimum, car il n'existe aucun seuil sécuritaire pour la santé. (32)
Pour finir, considérant la quantité grandissante d'enfants pratiquant l'escalade intérieure et selon les suggestions de l'OMS, il serait conseillé de chercher: " à atteindre les concentrations les plus faibles possible compte tenu des contraintes, des possibilités et des priorités locales de la santé publique."
(21)(32)
Cela tombe bien, La Clinique des grimpeurs vous a préparé son topo sur les différentes stratégies de réduction de la poussière.
Merci à Marie-Pier Breault du MDDLECC et Patrick Hughes du CCHST pour les informations, Thibault Stimpling pour les articles et Milan Brlek pour la révision du texte.
Références
(1) John Gill
https://en.wikipedia.org/wiki/John_Gill_(climber)
(2) Recherche non exhaustive début novembre 2019 sur epictv, amazon, verticall, Mec, Lacordée, Au vieux Campeur, Bachlii sport, REI, EMS à identifié les marques suivantes de magnésie (solide ou liquide):
8Bplus, 8C+, Beal, Black Diamond, Bleausard, Bison Design, Camp, Carbon Grip, Chalk Carter, Chalk Factory, DMM, Easy Grip, EB, Edelrid, Fixe, Flashed, Friction Labs, I'bbz, Joshua Tree, MadRock, Mammut, Massif, Matawi, Metolius, Midas, Myélore, Ocun, Petzl, Primo, Psychi, Rock Technologie, Roze, Salty Lance, Sattva, Simons, Snap, So Ill, Stubai, Tembo, Trango et Wild Country.
(3) Weinbruch S. et al (2008) Dust exposure in indoor climbing gyms. Journal of Environmental Monitoring. 10, 648-654.
(5)
https://www.psh.ca/MSDS/Magnesium%20Carbonate%20-%20A&K%20Petrochem.htm
Hazard/Safety Labels for Chemical Containers
(6) Spectrum Chemicals (2012) Magnesium Carbonate Hydroxide pentahydrate Material Safety Data Sheet
https://www.spectrumchemical.com/MSDS/M0057.pdf
(7) Fisher Sci (2014) Magnesium Carbonate Material Saftery Data Sheet,
https://beta-static.fishersci.com/content/dam/fishersci/en_US/documents/programs/education/regulatory-documents/sds/chemicals/chemicals-m/S25400.pdf
(8) World Health Organization (1999) Hazard Prevention and Control in the Work Environment: Airborne Dust.
https://www.who.int/occupational_health/publications/en/oehairbornedust.pdf
(9) Micromètre
https://fr.wikipedia.org/wiki/Microm%C3%A8tre
(10) Centre canadien d'hygiène et de sécurité du travail (2019)
Comment les matières particulaires passent-elles dans l'appareil respiratoire? https://www.cchst.ca/oshanswers/chemicals/how_do.html
(11) Particules en suspension
https://fr.wikipedia.org/wiki/Particules_en_suspension
(12) Particulate Matter Basis (n.a) Environmental Protection Agency, https://www.epa.gov/pm-pollution/particulate-matter-pm-basics
(13)Commission des normes, de l'équité, de la santé et de la sécurité au travail (n.a) Guide d'utilisation d'une fiche signalétique
https://www.csst.qc.ca/prevention/reptox/simdut-1988/guide-utilisation-fiche-signaletique/Pages/13-reglementation.aspx
(14)Commission des normes, de l'équité, de la santé et de la sécurité au travail (1999) Répertoire toxicologique: magnésite
https://www.csst.qc.ca/prevention/reptox/Pages/fiche-complete.aspx?no_produit=9282&no_seq=2
(15)Québec (2019) Règlement sur la santé et la sécurité du travail, Loi sur la santé et la sécurité du travail
http://legisquebec.gouv.qc.ca/fr/pdf/cr/S-2.1,%20R.%2013.pdf
(16) Centre canadien d'hygiène et de sécurité du travail (2019) Hygiène du travail - Limites d'exposition en milieu de travail
https://www.cchst.ca/oshanswers/hsprograms/occ_hygiene/occ_exposure_limits.html
(17) National Institute for Occupational Safety and Health (2019) Pocket Guide to Chemical Hazards, Magnesite,
https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0373.html
(18)Treshold limit value (n.a)
https://en.wikipedia.org/wiki/Threshold_limit_value
(19) Permissible exposure value (n.a.)
https://en.wikipedia.org/wiki/Permissible_exposure_limit
(20)Conseil canadien des ministres de l'environnement (2016) Qualité de l'air intérieur
https://www.cchst.ca/oshanswers/chemicals/iaq_intro.html
(21) Organisation mondiale pour la santé (2006) Lignes directrices OMS relatives à la qualité de l’air: particules, ozone, dioxyde d’azote et dioxyde de soufre
https://www.who.int/publications/list/who_sde_phe_oeh_06_02/fr/
(22)United States Environmental Protection Agency(2014) Typical Indoor Air Pollutants
https://www.epa.gov/sites/production/files/2014-08/documents/refguide_appendix_e.pdf
(23) United States Environmental Protection Agency(2016) Integrated Review Plan for the National
Ambient Air Quality Standards for Particulate Matter.
https://www3.epa.gov/ttn/naaqs/standards/pm/data/201612-final-integrated-review-plan.pdf
(24)Conseil canadien des ministres de l'environnement (2015) Canadian Ambient Air Quality Standards (CAAQS) for Fine Particulate Matter (PM2.5) and ozone
https://www.ccme.ca/files/current_priorities/aqms_elements/caaqs_and_azmf.pdf et
http://airquality-qualitedelair.ccme.ca/fr/
(25) Ministère du developpement durable, de l’environnement et de la lutte contre les changements climatiques (2016) Normes et critères québécois de qualité de l'atmosphère Version 6
http://www.environnement.gouv.qc.ca/air/criteres/index.htm
(26) Carex Canada (n.a) Outdoor Air Pollution Profile
https://www.carexcanada.ca/profile/outdoor_air_pollution/
(27)Weinbruch, S. et al. (2012) Reducing Dust exposure in indoor climbing halls. Journal of Environmental Monitoring. 14, 2114-2120.
(28)Almand-Hunter, B.B. (2013) Dust exposure in indoor climbing facilities, Department of Mechanical Engineering, University of Colorado, Boulder, CO
(29) Moshammer (2016) Lund function and dust in climbing halls. Rev Environ Health.31(4):401-407.
(30) Castro, A. et al. (2015) Indoor aerosol size distributions in a gymnasium. Science of the total environment 524-525, 178-186.
(31) Alves C. et al (2014) Particulate matter in the indoor and outdoor air of a gymnasium and a fronton. Environ Sci Pollut Res 21 (21) 12390-402.